Transcriptional bursting in Drosophila development: Stochastic dynamics of eve stripe 2 expression
Notice bibliographique
Résumé
Anterior-posterior (AP) body segmentation of the fruit fly (Drosophila) is first seen in the 7-stripe spatial expression patterns of the pair-rule genes, which regulate downstream genes determining specific segment identities. Regulation of pair-rule expression has been extensively studied for the even-skipped (eve) gene. Recent live imaging, of a reporter for the 2nd eve stripe, has demonstrated the stochastic nature of this process, with 'bursts' in the number of RNA transcripts being made over time. We developed a stochastic model of the spatial and temporal expression of eve stripe 2 (binding by transcriptional activators (Bicoid and Hunchback proteins) and repressors (Giant and Krüppel proteins), transcriptional initiation and termination; with all rate parameters constrained by features of the experimental data) in order to analyze the noisy experimental time series and test hypotheses for how eve transcription is regulated. These include whether eve transcription is simply OFF or ON, with a single ON rate, or whether it proceeds by a more complex mechanism, with multiple ON rates. We find that both mechanisms can produce long (multi-minute) RNA bursts, but that the short-time (minute-to-minute) statistics of the data is indicative of eve being transcribed with at least two distinct ON rates, consistent with data on the joint activation of eve by Bicoid and Hunchback. We also predict distinct statistical signatures for cases in which eve is repressed (e.g. along the edges of the stripe) vs. cases in which activation is reduced (e.g. by mutagenesis of transcription factor binding sites). Fundamental developmental processes such as gene transcription are intrinsically noisy; our approach presents a new way to quantify and analyze time series data during developmental patterning in order to understand regulatory mechanisms and how they propagate noise and impact embryonic robustness.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».